JP7419614B1 - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート表面を、容易に、平坦かつ均一の深さで除去することができる切削装置を提供する。【解決手段】この発明の切削装置は、ドラム、該ドラムをその軸方向において挟むように配置される基準ガイドとレベルガイドであって、ドラムの軸に対して垂直方向に配置される基準ガイドとレベルガイド、ここで、基準ガイドの先端はドラムのビットの先端と同じレベルにあり、レベルガイドの先端はドラムのビットよりもドラムの軸側に位置する、ドラム、基準ガイド及びレベルガイドを保持する下ブラケット、建設機械用のアームに取り付けられる上ブラケット、及び下ブラケットと上ブラケットとをつなぎ、建設機械用のアームからの力が基準ガイド及びレベルガイドに均等に加わるようにする加圧力調整部、を備えてなる。【選択図】 図６

Description

この発明は切削装置に関する。この切削装置は、例えば、コンクリート建造物の表面除去に好適に用いられる。コンクリート以外の建材表面の除去にも使用できる。

コンクリート建造物の表面を除去する切削装置が特許文献１に紹介されている。
この切削装置は建設機械用のアームの先端に取付けられて、ビットの付いたドラムを備え、このドラムをコンクリート建造物の表面に当てつけてそのコンクリート表面を除去する（はつる）。
コンクリート表面の除去量（はつり深さ）を制御し、除去後のコンクリート表面を平坦にするため、ドラムの横に基準ガイドが備えられる。この基準ガイドはドラムのビットが描く円形軌跡に沿う円弧の外周を備える板状の部材である。
ドラムはブラケットを介して建設機械用のアームの先端に取付けられ、ブラケットに備えられた油圧装置によりドラムの位置（角度）はアームの先端に対して固定されている。

かかる切削装置を使用するには、先ずは、コンクリート表面に基準面を設ける。基準ガイドをこの基準面に対向させ、ドラムの周面をコンクリート表面と平行にして、ドラムをコンクリート表面へ当てつける。コンクリート表面が基準面まで除去されると、基準ガイドの外周が基準面に当接し、ドラムのビットは空回りとなる。基準ガイドの外周とビットの先端とが同じ高さだからである。
これにより、コンクリート表面は、基準面の深さで、かつドラムの幅で、平坦に除去される。この除去された平坦面を基準面として、残りのコンクリート表面の除去作業が続けられる。
この基準ガイドの外周の位置は任意に調整可能であるし、また、ドラムを挟むようにして基準ガイドの一対を配置することもできる。
この発明に関連する技術を開示する他の文献として、特許文献２を参照されたい。

特許第２８７６３０８号公報 特開２０２１－９８９４８号公報

既述の切削装置によれば、コンクリート表面を平坦に、かつ基準ガイドを用いて所望の深さに切削することが可能である。
しかしながら、コンクリート表面を平坦かつ均一の深さに除去するには、作業者に熟練が求められていた。建設機械用のアームの先端に対してその位置や角度が固定されたドラムをコンクリート表面に対して平行にするためには、アームの動作を微調整する必要があり、かつ、コンクリート表面に対してドラムを押し当てる力も一定に保たなければならないからである。
そこで、この発明の目的は、コンクリート表面を、容易に、平坦かつ均一の深さで除去することができる切削装置を提供することにある。

この発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その第１局面は次のように規定される。即ち、
ドラム、
該ドラムをその軸方向において挟むように配置される基準ガイドとレベルガイドであって、前記ドラムの軸に対して垂直方向に配置される基準ガイドとレベルガイド、ここで、前記基準ガイドの先端は前記ドラムのビットの先端と同じレベルにあり、前記レベルガイドの先端は前記ドラムのビットよりも前記ドラムの軸側に位置する、
前記ドラム、前記基準ガイド及びレベルガイドを保持する下ブラケット、
建設機械用のアームに取り付けられる上ブラケット、及び
前記下ブラケットと前記上ブラケットとをつなぎ、前記建設機械用のアームからの力が前記基準ガイド及び前記レベルガイドに均等に加わるようにする加圧力調整部、を備えてなる切削装置。

このように規定される第１局面の切削装置によれば、加圧力調整部により、建設機械用のアームからの力が基準ガイドとレベルガイドとへ均等に加わる。基準ガイド、レベルガイド、及びドラムは下ブラケットに保持され、かつ、基準ガイドとレベルガイドとはドラムをその軸方向から挟むように配置されているので、基準ガイドとレベルガイドとに均等な力がかかれば、ドラムの周面がコンクリート面に対して平行に押し付けられることとなる。そして、基準ガイドの先端とレベルガイドの先端との間隔に応じた深さで、かつドラム周面の幅で、コンクリート面が切削される
このとき、建設機械用のアームの操作に多少のブレがあっても、加圧力調整部により、自動的に、基準ガイド及びレベルガイドに均一の力がかかる。均一の力がかかった状態で、基準ガイドを基準面に当接しながら移動させ、かつレベルガイドを被切削面に当接しながら移動させれば、仮に被切削面に凹凸があっても、この凹凸の影響を吸収して、両者の間にあるドラムはその周面が基準面の延長面（ドラム軸方向の面）に平行になるよう当てつけられる。よって、建設機械用のアームの操作が簡単になる。

この発明の第２局面は次のように規定される。即ち、
第１局面で規定の切削装置において、前記加圧力調整部は前記下ブラケットと前記上ブラケットとを連結するチルト機構を備え、該チルト機構により、前記下ブラケットは前記上ブラケットに対して前記ドラムの軸方向に揺動する。
このように規定される第２局面の切削装置によれば、加圧力調整部のチルト機構により、下ブラケットがドラムの軸方向に揺動し、もって、被切削面の凹凸を吸収して、切削により表出する面を基準面の高さに合わせることができる。

この発明の第３局面は次のように規定される。即ち、
第２局面に規定の切削装置において、前記チルト機構はヘリカルスプラインを備えた外歯車と該ヘリカルスプラインと歯合するヘリカルスプラインを備えた内歯車とを嵌合してなり、前記外歯車と前記内歯車の嵌合量が外力に応じて変化する。
このように規定される第２局面の切削装置によれば、上ブラケットと下ブラケットを繋ぐチルト機構として、ヘリカルスプライン機構を利用するので、部品点数が削減される。よって、加圧力調整部を安価に提供できるとともにそのメンテナンスも容易になる。

この発明の第４局面は次のように規定される。即ち、
第１局面に規定の切削装置において、前記基準ガイド及び／又は前記レベルガイドはその先端と前記ドラムの軸との距離が可変である。
このように規定される第４局面の切削装置によれば、基準ガイド先端とレベルガイドの先端との距離が調整でき、もって、被切削面であるコンクリート表面の除去量（はつり深さ）を制御できる。

この発明の第５局面は次のように規定される。即ち、
第２局面に規定の切削装置において、前記加圧調整部は前記上ブラケットに対する前記下ブラケットの角度を固定する角度固定部を更に備える。
このように規定される第５局面の切削装置によれば、角度固定部で上ブラケットに対する下ブラケットの角度を固定することで、従来の切削装置と同様に扱える。例えば、最初の基準面を設けるとき、下ブラケットを傾けて固定し、即ち、ドラムを傾けた状態でコンクリート表面を切削する。

この発明の第６局面は次の様に規定される。即ち、
第１局面に規定の切削装置において、前記基準ガイド及び／又は前記レベルガイドの先端にはローラが取付けられ、該ローラは前記基準ガイド及び／又は前記レベルガイドに姿勢維持部を介して取付けられ、当接面に対してローラが垂直になる。
被切削面であるコンクリート表面はもとより、基準面からも完全に凹凸を排除することは困難である。そこで、この第６局面で規定するように、基準ガイドやレベルガイドにローラを取付け、姿勢維持部によりこのローラをコンクリート表面や基準面に対して常に垂直にする。これにより、既述の凹凸の影響を排除することができる。

この発明の第７局面は次の様に規定される。即ち、
第６局面に規定の切削装置において、前記姿勢維持部は球面ガイドである。
球面ガイドを採用することにより、姿勢維持部の構成がシンプルになる。よって、安価かつ耐久性に優れたものとなる。

この発明の第８局面は次の様に規定される。即ち、
第１～７局面のいずれか規定の切削装置がそのアームに取り付けられた建設機械。
かかる建設機械は、コンクリート建造物等の表面の除去作業に適したものとなる。

この発明の第９局面は次の様に規定される。即ち、
第１～７局面の何れかに記載の切削装置を用いて、
相手の表面を第１深さまで切削する第１工程と、
前記第１工程で表出した面を更に第２深さまで切削する、第２工程と、含む
平坦面の製造方法。
このように規定される第９局面の製造方法によれば、相手、例えばコンクリート建造物の表面を２段階に分けて切削するので、各段階においてコンクリート建造物の表面を切削するときに要する衝撃力が、一度の切削作業で行うときより小さくなる。
更には、第１～７局面に規定の切削装置は加圧力調整部を備えるので、各工程での切削時にかかる衝撃力も均等になる。換言すれば、想定をこえる大きな衝撃力が加えられることを防止できる。
よって、コンクリート建造物（相手）に与える影響を小さくすることができる。

図１はこの発明の実施形態の切削装置を示し、図１Ａは左側面図、図１Ｂは正面図、図１Ｃは右側面図を示す。 図２は切削装置の揺動状態を示す正面図である。 図３は基準ガイド４０の構造を示す左側面図である。 図４はレベルガイド５０の構造を示す右側面図である。 図５はガイドローラの構造を示す断面図である。 図６は切削装置による切削動作を示す。 図７は切削装置をアームの先端に取付けた建設機械用の動作態様を示す。

以下、この発明の実施形態の切削装置１について説明をする。
切削装置１は、図１に示す通り、上部構造１０、下部構造２０及び上部構造１０と下部構造２０とを繋ぐパワーチルト部９０から構成される。
上部構造１０は基板１１の上面に立設された一対の板状部材１３にロッド１５を架設してなる。基板１１と板状部材１３とで上ブラケットが構成される。ロッド１５へ建設機械用のアームの先端部分が固定される。

基板１１の下面には取付部１７が設けられている。この取付部１７にパワーチルト部９０を構成する、加圧力調整部としての、ヘリカルスプライン機構の筐体９３が固定される。

下部構造２０は、側面視Ｕ字型（図１Ａ参照）で、正面視逆Ｌ字型（図１Ｂ参照）の下ブラケット２１を備える。この下ブラケット２１に、ドラム３０、基準ガイド４０及びレベルガイド５０が支持されている。下ブラケット２１には上下方向の第１仕切板２５が備えられ、ドラム３０の油圧モータ（図示省略）を保護している。更には、下ブラケット２１には水平方向の第２仕切板２７が備えられて、その上に油圧制御部（図示省略）等が配置される。

この油圧制御部は、パワーチルト部９０を構成するヘリカルスプライン機構への油圧、モータへの油圧及びレベルガイド５０のシリンダ５５に対する油圧等を制御する。
ドラム３０は、切削装置に汎用されるものであり、その周面にはビット３１が取付られている。

基準ガイド４０は、図３に示すように、略Ｕ字型のフレーム部４１とガイドプレート４３とを備えている。フレーム部４１は下ブラケット２１へ固定され、ガイドプレート４３の外縁（図では下端縁）は円弧状に形成され、ドラム３０のビット３１の先端が描く円形軌道に沿っている。かかる基準ガイド４０の構造は従来の切削装置の基準ガイドと同じである。
この例では、ガイドプレート４３を一対の板状部材として、その間にガイドローラ４５を配置した。このガイドローラ４５は、図６に示すように、接触面に対して垂直となるように姿勢が維持される。ガイドローラ４５の姿勢を維持する姿勢維持部として、この例では、球面ガイド４６を採用した（図５参照）。この球面ガイド４６は、一対のガイドプレート４３に架設される軸部に形成されたボール部４６ａと、このボール部４６ａと摺動するソケット部４６ｂとから構成される。

レベルガイド５０は、図４に示すように、プレート部５１及びガイドプレート５３を備える。プレート部５１にはシリンダ５５のロッド５６が連結されて、図示上下方向の任意の位置でプレート５１を固定できる。ロッド５６はドラム３０の軸と交差するように配置される。シリンダ５５は、フレーム５７を介して、下ブラケット２１へ固定される。
基準ガイド４０をこのレベルガイド５０で取り換えることもできる。

プレート部５1の下端にはガイドプレート５３が取付けられている。ガイドプレート５３は、基準ガイド４０のガイドプレート４３と同じ形としたが、その形は特に限定されるものではない。
一対の板状部材であるガイドプレート５３の間にガイドローラ５５を配置した。このガイドローラ５５は、基準ガイド４０のガイドローラ４５と同じ構造を備え、被切削面に対して垂直となるように姿勢が維持される。
シリンダ５５の油圧を制御することでロッド５６の突出量を任意に設定できる。その結果、ガイドプレート５３の外縁、即ちガイドローラ５５の周面の位置（ドラムの軸からの距離）を任意に設定できる。

パワーチルト部９０により、上部構造１０と下部構造２０とが、ドラム３０の軸方向へ、揺動可能となる。この例では、図２に示すように、左右へ９０度の揺動が可能である。
ここでパワーチルト部９０として、ヘリカルスプラインを備えた外歯車と該ヘリカルスプラインと歯合するヘリカルスプラインを備えた内歯車とを嵌合した機構を採用した。
外歯車を持つ軸９１に下ブラケット２１の上縁が固定され、当該軸９１の回転にともない、下ブラケット２１はドラム３０の軸方向に揺動する。
軸９１の外歯車に歯合する内歯車を備えた筐体９３は上部構造１０の基板１１下面の取付部１７へ固定される。

外歯車と内歯車の嵌合量により、軸９１の角度が調整されることはヘリカルスプライン機構の基本動作である。
従って、油圧制御部により、ヘリカルスプライン機構へ供給する油量を制御することで、下ブラケット２１の角度を調整し、かつその位置で固定可能である。
即ち、油圧制御部とヘリカルスプライン機構とによって、角度固定部が構成される。

油圧制御部置から、ヘリカルスプライン機構へ供給する油圧を可変とし、かつ所定の油圧を維持することで、ヘリカルスプライン機構は外力、即ち下部構造２０からの力に応じて外歯車と内歯車との嵌合量が変化し、下部構造２０の揺動の角度が変化する。下部構造２０の揺動角度は、基準ガイド４０とレベルガイド５０とが共に相手側に当接するときに最も安定する。よって、基準ガイド４０とレベルガイド５０とに均等な力がかかるようになる。換言すれば、外部から力がかかったとき、所定の油圧が維持されるように下部構造２０の揺動の角度が維持され、ドラム３０の周面は、被切削面に凹凸が存在しても、それに沿うように揺動する。
その結果、ドラム３０の回転により被切削面に加わる衝撃力が均等に維持されることとなる。

次に、図６を参照しながら、この切削装置１の動作を説明する。
図中の矢印は、建設機械用のアームからかけられる力の方向を示す。
図６Ａにおいて、コンクリートからなる被切削面Ｓ１に、予め基準面Ｓ２が形成されているものとする。

従来の切削装置と同様に、基準ガイド４０を基準面Ｓ２に対向させる。この状態で、矢印方向（紙面下方向）へ押圧すると基準ガイド４０が基準面Ｓ２に当接し、ドラム３０の基準ガイド４０側の端部が被切削面Ｓ１に当接するので、上部構造１０に対して下部構造２０が反時計方向に揺動する（図６Ａ）。
図６Ａでは、レベルガイド５０側は浮いた状態である。この状態から更に矢印方向に力を加えれば、図６Ｂ、６Ｃ示すように、下部構造２０は時計方向に揺動する。最終的には、図６Ｄに示すように、基準ガイド４０が基準面Ｓ２に当接しかつレベルガイド５０が被切削面Ｓ１に当接した状態となる。この状態において、基準ガイド４０及びレベルガイド５０に均等な力がかかっている。よって、ドラム３０により、基準面Ｓ２を延長した平面（切削面Ｓ３）が形成される。

図６からわかるように、この切削装置１による被切削面の切削深さは、基準ガイド４０の先端とレベルガイド５０の先端との間隔で規定される。換言すれば、レベルガイド５０の先端の位置を調整することで、切削深さを任意にかつ簡易に制御できる。
切削深さの制御が容易になったことから、所望深さの切削を行うとき、これを複数段階に分割して行うこともできる。

図７は、切削装置１を取り付けた建設機械１００のアーム１０１の動きを示す。
図７Ａは上側の立壁の表面を除去する動作を示す。
図７Ｂは下側の立壁の表面を除去する動作を示す。
図７Ｃは床面を除去する動作を示す。

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

１ 切削装置
１０ 上部構造
２０ 下部構造
２１ 下ブラケット
３０ ドラム
３１ ビット
４０ 基準ガイド
５０ レベルガイド
９０ パワーチルト部
９１ 軸
１００ 建設機械
１０１ アーム

Claims (9)

1. ドラム、
   該ドラムをその軸方向において挟むように配置される基準ガイドとレベルガイドであって、前記ドラムの軸に対して垂直方向に配置される基準ガイドとレベルガイド、ここで、前記基準ガイドの先端は前記ドラムのビットの先端と同じレベルにあり、前記レベルガイドの先端は前記ドラムのビットよりも前記ドラムの軸側に位置する、
   前記ドラム、前記基準ガイド及びレベルガイドを保持する下ブラケット、
   建設機械用のアームに取り付けられる上ブラケット、及び
   前記下ブラケットと前記上ブラケットとをつなぎ、前記建設機械用のアームからの力が前記基準ガイド及び前記レベルガイドに均等に加わるようにする加圧力調整部、を備えてなる切削装置。
2. 前記加圧力調整部は前記下ブラケットと前記上ブラケットとを連結するチルト機構を備え、該チルト機構により、前記下ブラケットは前記上ブラケットに対して前記ドラムの軸方向に揺動する、請求項１に記載の切削装置。
3. 前記チルト機構はヘリカルスプラインを備えた外歯車と該ヘリカルスプラインと歯合するヘリカルスプラインを備えた内歯車とを嵌合してなり、前記外歯車と前記内歯車の嵌合量が外力に応じて変化する、
   請求項２に記載の切削装置。
4. 前記基準ガイド及び／又は前記レベルガイドはその先端と前記ドラムの軸との距離が可変である、請求項１に記載の切削装置。
5. 前記加圧力調整部は前記上ブラケットに対する前記下ブラケットの角度を固定する角度固定部を更に備える、請求項２に記載の切削装置。
6. 前記基準ガイド及び／又は前記レベルガイドにローラが取付けられ、該ローラは前記基準ガイド及び／又は前記レベルガイドに姿勢維持部を介して取付けられ、当接面に対してローラが垂直になる、請求項１に記載の切削装置。
7. 前記姿勢維持部は球面ガイドである、請求項６に記載の切削装置。
8. 請求項１～７の何れかに記載の切削装置がそのアームに取り付けられた建設機械。
9. 請求項１～７の何れかに記載の切削装置を用いて、
   相手の表面を第１深さまで切削する第１工程と、
   前記第１工程で表出した面を更に第２深さまで切削する、第２工程と、含む
   平坦面の製造方法。